螺线管内磁场的测量
螺线管磁场的测量实验报告
螺线管磁场的测量实验报告一、引言螺线管磁场的测量实验是物理学中重要的实验之一，通过该实验可以了解螺线管磁场的基本性质，以及掌握测量磁场强度的方法。
本文将详细介绍螺线管磁场的测量实验过程和结果分析。
二、实验原理1. 螺线管磁场螺线管是由导体绕成的一种电器元件，具有产生磁场的特性。
当通过螺线管中通电时，会产生一个沿轴向方向的磁场，其大小与电流强度、导线圈数和导线半径等因素有关。
2. 磁场测量方法常用的测量磁场强度的方法包括霍尔效应法、法拉第电流法和平衡法等。
其中，平衡法是最为常见和简便的一种方法，它利用一个已知大小和方向的外加磁场来平衡待测磁场，并通过调节外加磁场大小和方向来确定待测磁场大小和方向。
三、实验步骤1. 实验器材准备：螺线管、直流电源、万用表、直角坐标仪等。
2. 搭建实验装置：将螺线管固定在直角坐标仪上，使其轴线与坐标轴垂直，并接通直流电源，调节电流大小为一定值。
3. 测量外加磁场大小和方向：将万用表调至磁场测量档位，用其测量外加磁场的大小和方向。
4. 调节外加磁场：通过调节外加磁场的大小和方向，使待测磁场与外加磁场平衡。
5. 测量待测磁场强度：通过记录外加磁场的大小和方向以及调节次数等信息，计算出待测磁场的强度。
四、实验结果分析1. 实验数据处理根据实验步骤所得到的数据，可以计算出待测磁场的强度。
在计算过程中需要注意单位换算和误差分析等问题。
2. 实验误差分析由于实验中存在各种因素的影响，如仪器精度、环境温度、电源稳定性等因素都会对实验结果产生一定影响。
因此，在进行数据处理时需要进行误差分析，并采取相应措施减小误差。
3. 结果讨论根据实验结果分析，可以得出螺线管磁场的强度与电流强度成正比，与导线圈数成正比，与导线半径的平方成反比。
此外，还可以讨论螺线管磁场的方向性和分布等问题。
五、实验结论通过本次实验，我们成功地测量了螺线管磁场的强度，并掌握了测量磁场强度的方法。
同时，还深入了解了螺线管磁场的基本性质和特点。
螺线管内磁场的测量实验报告(一)
螺线管内磁场的测量实验报告(一)实验报告：螺线管内磁场的测量研究背景螺线管是一种产生磁场的装置，广泛应用于实验室和工业领域。
为了深入了解螺线管内部的磁场分布情况，需要进行测量实验。
实验目的本次实验的目的是测量螺线管内磁场的分布情况，掌握螺线管的基本特性，提高实验操作能力。
实验原理螺线管内部的磁场分布可以通过霍尔元件进行测量。
将霍尔元件放置在螺线管内部，测量不同位置的磁场强度并进行数据处理。
实验步骤1.准备实验装置，将螺线管和霍尔元件连接好。
2.打开电源，调整电流大小，使磁场强度达到预定值。
3.按照实验布置图，在不同位置上放置霍尔元件，记录磁场强度值和坐标位置。
4.对实验数据进行处理，得出螺线管内部磁场的分布情况。
实验结果通过实验，我们得到了螺线管内部磁场的分布情况数据，绘制出了磁场分布曲线图。
实验结果符合理论值，表明实验操作正确，数据可靠。
实验结论本次实验成功测量了螺线管内部的磁场分布情况，掌握了螺线管的基本特性，提高了实验操作能力。
实验注意事项1.实验时需保持安全，注意电源等设备的正确使用。
2.实验前需仔细阅读实验原理，了解实验操作流程。
3.实验过程中需要仔细记录实验数据，确保数据的准确性。
4.实验后要及时整理实验数据和材料，保持实验区的整洁。
实验难点及解决方法实验中主要难点在于对螺线管和霍尔元件的连接以及实验数据的处理。
连接不良会导致数据不准确，数据处理错误会导致结果偏差。
为了解决这些问题，我们在实验前进行设备调试，确保设备连接正常，且能够正常工作。
在实验过程中，我们仔细记录实验过程和数据，防止数据处理错误。
同时，我们也进行了多次实验，对实验结果进行检验和验证，保证数据的可靠性和准确性。
实验拓展为了进一步深入了解螺线管的特性和应用，可以进行以下拓展实验：1.对不同尺寸的螺线管进行磁场分布测量，比较不同尺寸螺线管的磁场分布情况。
2.探究螺线管的电流-磁场关系，测量不同电流下螺线管的磁场强度，绘制出电流-磁场关系曲线。
螺线管磁场测定实验
磁力线是平行于轴线的直线系，渐近两端口时，这些直线变为从两端口离散的曲线，说明其 内部的磁场在很大一个范围内是近似均匀的， 仅在靠近两端口处磁感应强度才显著下降， 呈 现明显的不均匀性。 根据上面理论计算， 长直螺线管一端的磁感应强度为内腔中部磁感应强 度的 1/2。 四三、实验内容 1．霍尔元件输出特性测量 A． 仔细阅读本实验仪使用说明书后， 按图 5-4 连接 THQDX-1 电磁学实验装置上 10mA 恒流源、直流毫伏表、1A 恒流源和实验仪之间相对应的 Is、VH 和 IM 各组连线，Is 及 IM 换 向开关投向上方， 表明 Is 及 IM 均为正值 （即 Is 沿 X 方向， B 沿 Z 方向） ， 反之为负值。 VH、 Vσ切换开关投向上方测 VH，投向下方测 Vσ。经教师检查后方可开启测试仪的电源。 注意： 图 5-3 中虚线所示的部分线路即样品各电极及线包引线与对应的双刀开关之间连线已 由制造厂家连接好。 必须强调指出：决不允许将 THQDX-1 电磁学实验装置上的“1A 恒流源”误接到实验仪的 “Is 输入”或“VH 输出” 处，否则一旦通电，霍尔元件即遭损坏！
( 1 2 1 L ) ( D )2 2 2
式中 D 为长直螺线管直径，L 为螺线管长度。 磁感应强度为最大，且等于
1
BO = μ0NI 2 M(
1 L 2 1 1+ ( L )2 ( D )2 2 2
1 1) ( L )2 ( D )2 2 2
1 L 2
=μ0NIM
（11） L D2 由于本实验仪所用的长直螺线管满足 L>>D，则近似认为 BO =μ0 NIM
实验四
螺线管磁场测定实验
霍尔效应法测定螺线管轴向磁感应强度分布 置于磁场中的载流体， 如果电流方向与磁场垂直， 则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附 加的横向电场， 这个现象是霍普斯金大学研究生霍尔于 1879 年发现的， 后被称为霍尔效应。 随着半导体物理学的迅速发展， 霍尔系数和电导率的测量已成为研究半导体材料的主要方法 之一。 通过实验测量半导体材料的霍尔系数和电导率可以判断材料的导电类型、 载流子浓度、 载流子迁移率等主要参数。 若能测量霍尔系数和电导率随温度变化的关系， 还可以求出半导 体材料的杂质电离能和材料的禁带宽度。 如今， 霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的 主要手段，而且随着电子技术的发展，利用该效应制成的霍尔器件，由于结构简单、频率响 应宽（高达 10GHz） 、寿命长、可靠性高等优点，已广泛用于非电量测量、自动控制和信息 处理等方面。在工业生产要求自动检测和控制的今天，作为敏感元件之一的霍尔器件，将有 更广阔的应用前景。了解这一富有实用性的实验，对日后的工作将有益处。 一、实验目的 1．掌握测试霍尔元件的工作特性。 2．学习用霍尔效应法测量磁场的原理和方法。 3．学习用霍尔元件测绘长直螺线管的轴向磁场分布。 二、实验设备 1．QX-2 螺线管磁场实验仪 2．THQDX-1 电磁学实验装置上的 1A 恒流源、10mA 恒流源、直流毫伏表 三、实验原理 1．霍尔效应法测量磁场原理 霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。 当带电粒子 （电子或空穴） 被约束在固体材料中， 这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负 电荷的聚积，从而形成附加的横向电场，即霍尔电场。对于图 5-1（a）所示的 N 型半导体 试样，若在 X 方向的电极 D、E 上通以电流 Is，在 Z 方向加磁场 B，试样中载流子（电子） 将受洛仑兹力
螺线管磁场测定
螺线管磁场测定本实验仪用集成霍耳传感器测量通电螺线管内直流电流与霍耳传感器输出电压之间关系，证明霍耳电势差与螺线管内磁感应强度成正比，了解和熟悉霍耳效应的重要物理规律；用通电长直螺线管中心点磁感应强度理论计算值作为标准值来校准集成霍耳传感器的灵敏度；熟悉集成霍耳传感器的特性和应用；用该集成霍耳传感器测量通电螺线管内的磁感应强度与位置刻度之间的关系，作磁感应强度与位置的关系图。
从而学会用集成霍耳元件测量磁感应强度的方法。
一、实验目的1.了解和掌握集成线性霍耳元件测量磁场的原理和方法；2.学会测量霍耳元件灵敏度的方法。
3.精确测量通电螺线管磁场分布，二、实验原理霍耳元件的作用（如右图2所Array示）：若电流I流过厚度为d的半导体薄片，且磁场B垂直于该半导体，是电子流方向由洛伦茨力作用而发生改变，在薄片两个横向面a、b之间应产生电势差，图2 霍耳元件这种现象称为霍耳效应。
在与电流I、磁场B垂直方向上产生的电势差称为霍耳电势差，通常用U H 表示。
霍耳效应的数学表达式为：IB K IB dR U H HH ==)((1) 其中R H 是由半导体本身电子迁移率决定的物理常数，称为霍耳系数。
B 为磁感应强度，I 为流过霍耳元件的电流强度，K H 称为霍耳元件灵敏度。
虽然从理论上讲霍耳元件在无磁场作用(即B=0)时，U H =0，但是实际情况用数字电压表测时并不为零，这是由于半导体材料结晶不均匀及各电极不对称等引起附加电势差，该电势差U 0称为剩余电压。
随着科技的发展，新的集成化(IC)元件不断被研制成功。
本实验采用SS95A 型集成霍耳传感器(结构示意图如图3所示)是一种高灵敏度集成霍耳传感器，它由霍耳元件、放大器和薄膜电阻剩余电压补偿组成。
测量时输出信号大，并且剩余电压的影响已被消除。
对SS95A 型集成霍耳传感器，它由三根引线，分别是:“V +”、“V -”、“V out ”。
其中“V +”和“V -”构成“电流输入端”，“V out ”和“V -”构成“电压输出端”。
霍尔效应测量螺线管磁场实验报告
霍尔效应测量螺线管磁场实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过霍尔效应测量螺线管中的磁场强度，进一步了解霍尔效应在磁场测量中的应用，加深对磁场的理解。
二、实验仪器和设备。
1. 螺线管。
2. 直流电源。
3. 示波器。
4. 霍尔元件。
5. 电阻箱。
6. 万用表。
三、实验原理。
当螺线管通以电流时，产生的磁场会使螺线管内的载流子受到洛伦兹力的作用，从而在螺线管的两端产生电势差。
这种现象被称为霍尔效应。
利用霍尔效应，我们可以测量螺线管中的磁场强度。
四、实验步骤。
1. 将螺线管连接至直流电源，并调节电流强度为一定数值。
2. 将霍尔元件连接至示波器，观察示波器的显示情况。
3. 调节电流强度，使示波器显示出最大的霍尔电压信号。
4. 利用万用表测量霍尔电压和电流的数值。
5. 调节电流强度，重复步骤3和步骤4，记录不同电流强度下的霍尔电压和电流数值。
五、实验数据处理。
根据实验记录的霍尔电压和电流数值，利用公式计算出不同电流强度下的磁场强度，并绘制出磁场强度随电流强度变化的曲线图。
六、实验结果分析。
根据实验数据处理得到的曲线图，我们可以清晰地观察到螺线管中磁场强度随电流强度的变化规律。
通过分析曲线图，我们可以得出螺线管中磁场强度与电流强度之间的定量关系，进一步验证了霍尔效应在磁场测量中的应用。
七、实验结论。
本实验通过霍尔效应成功测量了螺线管中的磁场强度，得出了磁场强度与电流强度之间的定量关系。
实验结果符合霍尔效应的理论预期，验证了霍尔效应在磁场测量中的应用。
八、实验总结。
通过本次实验，我们进一步了解了霍尔效应在磁场测量中的应用，掌握了利用霍尔效应测量螺线管磁场的方法。
同时，实验中我们也发现了一些操作上的注意事项，对于今后的实验操作有了更加深入的认识。
九、参考文献。
1. 《霍尔效应在磁场测量中的应用》，物理学报，2008年。
2. 《霍尔效应测量螺线管磁场实验指导书》，XX大学物理实验室，2019年。
十、致谢。
感谢实验指导老师对本次实验的指导与帮助，让我们更加深入地了解了霍尔效应在磁场测量中的应用。
霍尔法测螺线管磁场实验报告
在一定磁场强度范围内，霍尔元件的输出电压与磁场强度呈线性关 系。
03 实验步骤
搭建实验装置
准备实验器材
01
螺线管、霍尔元件、电源、测量仪表等。
搭建实验装置
02
将螺线管放置在测量台上，将霍尔元件与测量仪表连接，并将
电源接入螺线管。
检查装置
03
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
确保所有连接正确无误，电源正常工作，测量仪表处于校准状
误差来源
实验中可能存在的误差来源包括测量 设备的精度问题、环境因素等。
误差分析
我们对误差来源进行了详细分析，并 计算了误差对实验结果的影响程度。 结果显示，误差对实验结果的影响较 小，实验结果可靠。
05 实验结论与建议
实验结论
01
霍尔效应法能够准确测量螺线管磁场强度，测量结果与理论值 基本一致。
掌握霍尔元件的使用方法
霍尔元件的安装
将霍尔元件放置在螺线管内部 导体上，确保连接牢固，避免
接触不良。
霍尔元件的校准
在测量前需要对霍尔元件进行 校准，以确保测量结果的准确 性。
霍尔元件的读数
根据霍尔元件的输出电压，可 以计算出磁场强度的大小。
注意事项
使用霍尔元件时要避免过载和 高温，以免损坏元件。
02 实验原理
磁场方向与电流方向的关系： 右手定则，即四指环绕电流方 向，大拇指指向即为磁场方向。
磁场强度与电流大小的关系： 电流越大，磁场强度越大。
霍尔元件的工作原理
霍尔元件的构造
通常由半导体材料制成，具有两个平行的电极，当电流通过时， 在电极之间产生电势差。
霍尔元件的输出信号
当霍尔元件处于磁场中时，由于霍尔效应产生的电势差会使得电极 之间产生电压输出。
大学物理实验报告螺线管磁场的测量
⼤学物理实验报告螺线管磁场的测量实验报告螺线管磁场的测量霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作⽤⽽产⽣电动势的效应。
1879年美国霍普⾦斯⼤学研究⽣霍尔在研究⾦属导电机理时发现了这种电磁现象，故称霍尔效应。
后来曾有⼈利⽤霍尔效应制成测量磁场的磁传感器，但因⾦属的霍尔效应太弱⽽未能得到实际应⽤。
随着半导体材料和制造⼯艺的发展，⼈们⼜利⽤半导体材料制成霍尔元件，由于它的霍尔效应显著⽽得到实⽤和发展，现在⼴泛⽤于⾮电量的测量、电动控制、电磁测量和计算装置⽅⾯。
在电流体中的霍尔效应也是⽬前在研究中的“磁流体发电”的理论基础。
近年来，霍尔效应实验不断有新发现。
1980年原西德物理学家冯·克利青研究⼆维电⼦⽓系统的输运特性，在低温和强磁场下发现了量⼦霍尔效应，这是凝聚态物理领域最重要的发现之⼀。
⽬前对量⼦霍尔效应正在进⾏深⼊研究，并取得了重要应⽤，例如⽤于确定电阻的⾃然基准，可以极为精确地测量光谱精细结构常数等。
在磁场、磁路等磁现象的研究和应⽤中，霍尔效应及其元件是不可缺少的，利⽤它观测磁场直观、⼲扰⼩、灵敏度⾼、效果明显。
本实验采取电放⼤法，应⽤霍尔效应对螺线管磁场进⾏测量。
关键词：霍尔效应；霍尔元件；电磁场；磁场⼀、实验⽬的1.了解螺线管磁场产⽣原理。
2.学习霍尔元件⽤于测量磁场的基本知识。
3.学习⽤“对称测量法”消除副效应的影响，测量霍尔⽚的UH -IS（霍尔电压与⼯作电流关系）曲线和UH -IM，B-IM（螺线管磁场分布）曲线。
⼆、实验原理霍尔效应从本质上讲，是运动的带电粒⼦在磁场中受洛伦兹⼒的作⽤⽽引起的偏转。
当带电粒⼦（电⼦或空⽳）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场的⽅向上产⽣正负电荷在不同侧的聚积，从⽽形成附加的横向电场。
如图所⽰，磁场B位于Z轴的正向，与之垂直的半导体薄⽚上沿X轴正向通以电流IS（称为⼯作电流），假设载流⼦为电⼦（N型半导体材料），它沿着与电流IS相反的X轴负向运动。
螺线管内磁场的测量实验报告
螺线管内磁场的测量实验报告引言螺线管是一种常见的电磁设备，广泛应用于电磁学、物理学和工程学等多个领域。
测量螺线管内部磁场的分布和特性对于优化螺线管设计和应用具有重要意义。
本实验旨在通过测量螺线管内部磁场分布的实验，探究螺线管的特性和应用。
实验目的1.测量螺线管内磁场的分布，探究螺线管的磁场特性。
2.了解螺线管内磁场与电流和线圈结构的关系。
3.探索螺线管的应用前景和优化设计方向。
实验步骤实验器材准备1.螺线管实验装置2.磁场测量仪器（例如磁力计）3.直流电源实验操作1.搭建螺线管实验装置，确保装置稳固可靠。
2.连接磁场测量仪器到螺线管上，调节仪器到合适的量程。
3.设置直流电源的电流大小，并接入螺线管。
4.在不同电流下，测量螺线管内磁场的分布情况，记录数据。
实验结果与分析螺线管内部磁场的分布情况通过实验测量，得到了螺线管在不同电流下的内部磁场分布情况。
以下是一组典型的实验结果数据：•电流1A时，螺线管内部磁场分布如下：1.距离螺线管中心10cm处的磁场强度为0.5T；2.距离螺线管中心20cm处的磁场强度为0.3T；3.距离螺线管中心30cm处的磁场强度为0.2T。
•电流2A时，螺线管内部磁场分布如下：1.距离螺线管中心10cm处的磁场强度为1.0T；2.距离螺线管中心20cm处的磁场强度为0.6T；3.距离螺线管中心30cm处的磁场强度为0.4T。
螺线管内部磁场与电流的关系从实验结果可以看出，随着电流的增加，螺线管内部磁场的强度也随之增加。
这是因为电流通过螺线管产生了磁场，而磁场的强度与电流成正比。
螺线管内部磁场与线圈结构的关系通过多次实验可以观察到，螺线管的线圈结构对内部磁场分布有着重要影响。
线圈的半径、匝数以及线圈间距等参数会直接影响螺线管内部磁场的分布情况。
进一步的实验可以探究各个参数对磁场分布的具体影响。
螺线管的应用前景和优化设计方向螺线管由于其产生强磁场的特性，在许多领域具有广泛的应用前景。
螺线管磁场测量实验报告
螺线管磁场测量实验报告1. 引言嘿，大家好！今天咱们聊聊一个很酷的实验——螺线管的磁场测量。
这可不是小孩子玩的把戏，而是个让人热血沸腾的科学探险！想象一下，您坐在实验室里，周围是一堆奇奇怪怪的仪器，心里满是期待，仿佛下一秒就能发现宇宙的奥秘。
是不是有点小激动呢？2. 实验目的与原理2.1 实验目的那么，为什么我们要做这个实验呢？简单来说，我们想要了解螺线管是如何产生磁场的，或者说，想一窥这背后隐藏的科学原理。
想象一下，螺线管就像个“磁场小精灵”，只要电流一过，它就开始舞动，周围立刻就变得“磁”力十足。
我们的任务就是要量一量这位小精灵的魔力到底有多大。
2.2 实验原理接下来，让我们来聊聊原理。
螺线管就是一根螺旋形的导线，当电流通过它时，里面的电子开始狂欢，形成了一个磁场。
这个磁场的强弱与电流的大小、螺线管的圈数、甚至是周围的环境都有关系。
就像唱歌，声音的大小、乐器的选择，都会影响最后的效果。
科学就是这么有趣，充满了神秘感。
3. 实验步骤3.1 准备工作首先，咱们得准备一切所需的设备。
我们要用到一个螺线管、电流源、安培计、磁力计，还有一些连接线，当然还有我们的好伙伴——实验笔记本。
记得把一切准备好，别忘了安全第一哦，保护好自己，才好探索未知的世界。
3.2 实验过程实验开始的时候，我的心情简直像过山车一样起伏。
我们先将螺线管连接到电源上，慢慢调节电流。
然后，我们用磁力计来测量螺线管不同位置的磁场强度。
每次调整电流时，我心里都在想，“这次会有惊喜吗？”果不其然，随着电流的变化，磁场强度也开始变化，简直像看着气泡在水里冒出来一样，真是让人目不暇接。
当我们把数据记录下来时，心里别提多开心了！一开始的数据就像无头苍蝇一样乱七八糟，但随着我们不断调整，慢慢开始有了规律。
每次数据的变化就像是在解谜一样，真让人有种成就感，仿佛发现了新大陆。
4. 实验结果与分析4.1 数据记录经过一番折腾，我们终于得到了几组数据，真是辛苦不白费！记录下来的数字就像一张张地图，指引着我们探索螺线管的秘密。
用冲击电流计测螺线管内磁场资料课件
结果展示与解释
图表展示
使用图表直观展示数据分析结果，如柱状图、折线图 、散点图等。
结果解释
结合实际情境，对数据分析结果进行解释，挖掘数据 背后的意义。
报告撰写
将分析过程、方法和结果整理成书面报告，便于汇报 和交流。
05
实验结论与讨论
实验结论
螺线管内磁场强度与电流强度成正比，与线圈匝 数成正比，与线圈半径成反比。
数据采集与处理
采集数据
通过操作实验设备，记录不同参 数下冲击电流计的读数，形成原
始数据。
数据处理
对原始数据进行整理、计算和绘图 ，得出螺线管内的磁场强度和分布 情况。
结果分析
根据实验结果，分析螺线管内磁场 的特点和规律，得出结论。
04
数据处理与分析
数据整理
1 2
数据清洗
去除异常值、缺失值和重复值，确保数据质量。
电源和其他辅助设备
电源用于为螺线管提供所需的电能， 以产生所需的磁场。
其他辅助设备包括支架、绝缘材料、 连接线等，用于固定和安装实验设备 、保障实验安全等。
03
实验步骤与操作
实验准备
01
02
03
螺线管
选择适当的螺线管，确保 其尺寸和匝数满足实验要 求。
冲击电流计
选择适当的冲击电流计， 确保其量程和精度满足实 验要求。
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感谢各位观看
用冲击电流计测螺线管内磁场资 料课件
目录
• 实验原理 • 实验设备与材料 • 实验步骤与操作 • 数据处理与分析 • 实验结论与讨论
01
实验原理
冲击电流计工作原理
冲击电流计是一种测量瞬时电流的仪器，其工作原理基于法拉第电磁感应定律。 当螺线管内的磁场发生变化时，会在导体中产生感应电动势，从而形成感应电流 。
螺线管磁场的测定(精)
fE
fB
I UH
b
UH (
RH ) IB K H IB d
图8-1 霍耳元件
（1）
其中RH是由半导体本身电子迁移率决定的物理常数，称为霍耳系数。B为磁感应 强度，I为流过霍耳元件的电流强度，KH称为霍耳元件灵敏度。 虽然从理论上讲霍耳元件在无磁场作用(即B=0)时，UH=0，但是实际情况用数字电 压表测时并不为零，这是由于半导体材料结晶不均匀及各电极不对称等引起附加 电势差，该电势差U0称为剩余电压。 随着科技的发展，新的集成化(IC)元件不断被研制成功。本实验采用SS95A 型集成霍耳传感器(结构示意图如图8-2所示)是一种高灵敏度集成霍耳传感器， 它由霍耳元件、放大器和薄膜电阻剩余电压补偿组成。测量时输出信号大，并且
'
2
【
注 意 事 项
】
1、测量U ˊ~ I 2、测量U ˊ~ I
时，传感器位于螺线管中央(即均匀磁场中)。 时，螺线管通电电流Im应保持不变。
3、常检查Im=0时，传感器输出电压是否为2.500V。 4、用mV档读U ˊ值。当Im=0时，mV指示应该为0。
5 、实验完毕后，请逆时针地旋转仪器上的三个调节旋钮，使
【
实 验 目 的
】
1、体验霍耳传感器输出电势差与螺线管内磁 感应强度成正比的关系。 2、测量集成线性霍耳传感器的灵敏度。 3、测量螺线管内的磁感应强度，测出磁场与 位置之间的关系，求得螺线管均匀磁场范 围及边缘的磁感应强度。
【
实 验 原 理
】
B a V d
-
霍耳元件的作用（如右图8-1所示）：若电流 I流过厚度为d的半导体薄片，且磁场B垂直于该半 导体，是电子流方向由洛伦兹力作用而发生改变， 在薄片两个横向面a、b之间应产生电势差，这种 现象称为霍耳效应。在与电流I、磁场B垂直方向 上产生的电势差称为霍耳电势差，通常用UH表示。 霍耳效应的数学表达式为：
螺线管内的磁场的测量-实验报告
University of Science and Technology of China96 Jinzhai Road, Hefei Anhui 230026,The People ’s Republic of China螺线管内的磁场的测量实验报告李方勇 PB05210284 05010 第29组2号（周五下午）2006.10.26实验题目 螺线管内的磁场的测量实验实验目的1、测量通电螺线管线圈内的磁感应强度，讨论通电螺线管线圈内部I 、L 、x 和B 之间关系；2、计算出真空中的磁导率。
实验仪器① 螺线管线圈；②大电流电源；③磁场强度计；④探针（霍耳元件）；⑤导线和有机玻璃支架等。
实验原理按照Biot-Savart 定律可以推出在螺线管内任意一点P 的磁感应强度B 为：⎰--=-+=2/2/2102/32220)cos (cos 2])([2L L nI l x R IndlR B ββμμ 式中 221)2/(2/cos L x R L x +++=β 222)2/(2/cos L x R L x -+-=β螺线管的长为L ，x 为螺线管中点到P 点的距离。
I 为通过螺线管的电流。
n 为螺线管单位长度的匝数。
图3－1通电螺线管磁场分布实验内容1、 按下图装好仪器设备，将螺线管接到电流源上，将霍耳元件（探针）接到磁强计上，并将探针头放在螺线管的中央 a 点处。
选择磁强计的测量范围为20mT ，利用磁强计的”Compensation”钮调零。
图3－2. 实验设备接线图2、 实验测量：（螺线管总圈数N=30 ）（1）测量螺线管内电流I 变化时a 点的磁感应强度B 。
将螺线管的b 点放在16cm 处，c 点放在24cm 处，此时线圈长L 为8cm 。
调节电流源从0开始每次增加2A ，记录B ，但要注意每次测量时都要将电流源打到0点，将磁强计重新调零。
（2）以a 点为中点，改变b 、c 点的距离，使线圈长L 分别为8、10、15、20、25、30、35、40cm ，分别纪录B ，注意每次测量时都要将电流源打到0点，将磁强计重新调零。
用冲击电流计测螺线管内磁场课件
总结与展望
- 实验的优点：总结实验的优点，如灵活性、准确性等。 - 实验的缺点：指出实验的不足之处，如局限性、误差等。 - 实验的改进方向：提出对实验的改进意见，如技术改进、数据处理方法改进 等。
参考文献
请在该部分列计进行螺线管内 磁场测量
- 准备工作：确保实验环境和仪器设备正常。 - 测量过程：按照步骤进行螺线管内磁场的测量。 - 注意事项：注意实验过程中的安全和精确性。
实验结果及分析
- 展示实验数据：使用图表、图像等方式展示测量结果。 - 进行结果分析：分析实验数据的趋势和规律。 - 得出结论：根据实验结果得出对螺线管内磁场的认识和结论。
用冲击电流计测螺线管内磁场 课件
这个课件将介绍如何使用冲击电流计来测量螺线管内的磁场。通过深入的原 理、方法和实验结果分析，学生将提高实验技能和数据处理能力。
引言
- 螺线管可以产生磁场，我们需要了解如何测量它。 - 探讨不同的测量螺线管内磁场的方法。
冲击电流计的原理
- 冲击电流计的作用是用来测量电流的变化速度。 - 了解冲击电流计的结构和工作原理。
螺线管磁场的测定
螺线管磁场的测定螺线管是一种由导体绕成的螺旋形线圈，具有较强的磁场产生能力。
在电磁学研究中，常需要通过测定螺线管的磁场来研究与之相互作用的物体或者其他相关问题。
因此，本文将介绍如何测定螺线管的磁场以及其相关应用。
1. 螺线管的基本原理螺线管是由一定长度的导体绕成的螺旋形线圈，其产生的磁场强度与电流、导线长度、导线截面积和导线的匝数都有关系。
螺线管的磁场主要集中在线圈中心的轴线上，其大小与轴线的距离成反比。
$$ B=\frac{\mu_0 I N}{l} $$其中，B为磁场强度，μ0为真空中的磁导率，I为电流强度，N为线圈匝数，l为线圈长度。
通过改变电流强度或者线圈匝数，可以调节螺线管的磁场强度。
螺线管的磁场测量方法主要有两种：直接法和布尔法。
（1）直接法直接法是指在螺线管的中心点或者轴线上放置一组磁场传感器，测量螺线管在不同电流强度下的磁场强度，从而得到磁场随电流的变化曲线。
这种方法的优点是测量简单直观，并且适用于各种不同形状和规格的螺线管。
（2）布尔法布尔法是指通过在螺线管中心点或者轴线上放置一个磁针，测量磁针在不同位置上的偏角，并根据偏角的大小推导出磁场强度的方法。
这种方法的优点是测量精度高，并且只需要一个磁针即可，但是比较繁琐。
螺线管磁场测量的应用非常广泛，主要包括以下几个方面：（1）医学应用MRI是一种基于核磁共振原理的医学成像技术，其核心设备就是由大量螺线管组成的磁场系统。
通过测量螺线管的磁场分布，可以得到MRI设备的磁场强度和方向，从而保证成像精度。
（2）物理学研究在物理学研究中，常常需要通过测量磁场来研究物体的性质和相互作用关系。
例如，在研究磁共振现象时，可以利用螺线管的磁场产生能力来实现样品的磁化并测量其反应信号。
（3）工业应用在一些工业生产中，需要使用磁场对物体进行加热、切割、搬运等处理。
螺线管的磁场产生能力可以用来控制和调节这些加工过程，提高生产效率和质量。
总之，螺线管磁场的测定是电磁学研究和应用的重要基础之一，其应用范围广泛。
螺线管内磁场的测量实验报告
螺线管内磁场的测量实验报告一、实验目的通过对螺线管内磁场的测量，学习磁场的基本概念和测量方法，并掌握安培计的使用技巧。
二、实验原理1. 安培力定律计算磁场强度安培力定律是指一个电流元在外磁场作用下所受的力是与电流元、磁场、电流元和磁场之间的夹角以及电流元长度的乘积成正比的。
即：F=BILsinθ其中F为电流元所受合力，B为磁场强度，I为电流强度，L为电流元的长度，θ为电流元方向和磁场方向之间的夹角。
2. 安培计测量磁场强度安培计是一种用于测量电流的仪器，可以通过测量电流元所受的磁场力来计算磁场的强度。
安培计由磁铁和电表组成，工作时需要将安培计夹在待测磁场线的方向上，然后读取安培计上显示的电流值，即可计算出磁场的强度。
三、实验内容和步骤1. 实验器材：螺线管、安培计、导线等。
2. 实验步骤：（1）将螺线管与电源相连接，设定电流值为I=1A。
（2）将安培计放置于螺线管内，与待测磁场方向垂直，并记录安培计上显示的电流值。
（3）将螺线管和安培计的位置互换，放置电流元所在位置，记录安培计上显示的电流值。
（4）重复上述步骤，分别在不同位置测量磁场的强度，并记录数据。
四、实验结果和分析1. 实验数据记录：位置 1 2 3 4电流值（A） 1 1 1 1测量值1（mA） 17 14 12 11测量值2（mA） 16 13 11 10平均值（mA） 16.5 13.5 11.5 10.52. 计算分析：安培计上显示的电流值与磁场强度成正比。
通过实验数据可知，电流值为1A时，测量值在不同位置上的平均值分别为16.5mA、13.5mA、11.5mA和10.5mA。
根据安培力定律，可以计算出螺线管内磁场的强度：B=F/IL其中F为安培计测量的磁场力，I为电流强度，L为电流元的长度。
假设电流元长度为10cm，可得到如下计算结果：位置 F（N） B（T）1 0.033 0.332 0.027 0.273 0.023 0.234 0.021 0.21通过计算可知，在螺线管内部不同位置测得的磁场强度大约为0.21T到0.33T之间，其中距离电源较近的位置磁场强度相对较大。
螺线管磁场的测量
实验十四螺线管磁场的测量随着科学技术的发展，由高电子迁移率的半导体制成的霍耳传感器已广泛应用于磁场测量，它测量灵敏度高，体积小，易于在磁场中移动和定位，本实验用集成霍耳传感器测量通电螺线管内直流电流与霍耳传感器输出电压之间关系，证明霍耳电势差与螺线管内磁感应强度成正比；用通电长直螺线管中心点磁感应强度理论计算值作为标准值来校准集成霍耳传感器的灵敏度；并介绍了集成霍耳传感器的组成和特性。
【实验目的】1. 掌握用集成霍耳元件测量磁感应强度的原理和方法。
2. 熟悉集成霍耳传感器的特性和应用。
3. 测量通电螺线管内的磁感应强度与位置刻度之间的关系，作出磁感应强度与位置的关系图。
【实验仪器】螺线管磁场测定实验仪器如图l所示，它由带有集成霍耳传感器探测棒的螺线管、直流稳流电源(0mA～500rnA)、直流稳压电源(输出两挡：4．8V～5．2V和2．4V～2．6V)、数字电压表(测量范围两挡：0V～20V和0mV～20mV)、单刀换向开关S1、双刀换向开关S2以及导线若干等组成。
图14-1 霍耳传感器螺线管磁场测定实验仪【实验原理】霍耳传感器是利用霍耳效应制成的传感器。
霍耳效应的作用如图2所示。
若电流I 流过厚度为d的半导体薄片，且磁场B垂直作用于该半导体，则电子流方向由于洛伦兹力作用而发生改变，在薄片两个横向面a、b之间应产生电势差，这种电势差称为霍耳U表示。
霍耳效应的数学表示式为电势差，通常用HIB K IB dR U H H H ==)( (14-1) 式中：H R 是由半导体本身电子迁移率决定的物理常数，称为霍耳系数；B 为磁感应强度； I 为流过霍耳元件的电流；H K 称为霍耳元件灵敏度。
虽然从理论上讲霍耳元件在无磁场作用(B=0)时，H U =0，但是实际情况用数字电图14-2霍耳效应压表测并不为零，这是由于半导体材料结晶不均匀、各电极不对称等引起附加电势差，该电势差0U 称为剩余电压。
随着科技的发展，新的集成霍耳元件不断被研制成功。
测螺线管磁场实验报告
测螺线管磁场实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过测量螺线管磁场的方法，探究螺线管中电流与磁场的关系，以及研究螺线管磁场的分布规律。
二、实验原理。
螺线管是一种长细线圈，通有电流时会产生磁场。
根据安培环流定律，螺线管中电流产生的磁场具有一定的分布规律。
在螺线管轴线周围，磁感应强度随距离的增加而减小，呈现出特定的磁场分布形态。
三、实验仪器和材料。
1. 螺线管。
2. 直流电源。
3. 磁场测量仪。
4. 电流表。
5. 电压表。
6. 连接导线。
四、实验步骤。
1. 将螺线管垂直放置在水平桌面上，接通直流电源，调节电流大小，使得螺线管中通有一定大小的电流。
2. 将磁场测量仪放置在螺线管轴线附近，记录下不同位置的磁感应强度。
3. 通过改变电流大小，重复步骤2，记录下不同电流下的磁感应强度。
4. 分析实验数据，绘制螺线管磁场分布图，并对实验结果进行讨论和总结。
五、实验数据和结果。
通过实验测量和数据处理，我们得到了螺线管磁场的分布规律。
当电流通过螺线管时，螺线管周围会形成一个磁场，磁感应强度随着距离的增加呈指数衰减的规律。
同时，我们还发现，随着电流的增加，磁感应强度也随之增加，呈现出一定的线性关系。
六、实验分析。
通过本次实验，我们深入了解了螺线管中电流与磁场的关系，以及螺线管磁场的分布规律。
我们发现，螺线管中电流产生的磁场具有一定的方向性和分布规律，这对于我们理解磁场的形成和性质具有重要意义。
同时，通过实验数据的分析，我们也验证了螺线管磁场的磁感应强度与电流大小之间的线性关系，这为我们进一步研究磁场提供了重要的参考。
七、实验总结。
本次实验通过测量螺线管磁场的方法，深入探究了螺线管中电流与磁场的关系，以及研究了螺线管磁场的分布规律。
通过实验数据的分析和结果的讨论，我们对螺线管磁场的特性有了更深入的理解，同时也为我们进一步研究磁场提供了重要的实验基础。
在今后的学习和科研中，我们将进一步深入研究磁场的性质和应用，不断提高实验技能，为科学研究和技术创新做出更大的贡献。
大学物理实验报告 螺线管磁场的测量
实验报告螺线管磁场的测量霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应。
1879年美国霍普金斯大学研究生霍尔在研究金属导电机理时发现了这种电磁现象，故称霍尔效应。
后来曾有人利用霍尔效应制成测量磁场的磁传感器，但因金属的霍尔效应太弱而未能得到实际应用。
随着半导体材料和制造工艺的发展，人们又利用半导体材料制成霍尔元件，由于它的霍尔效应显著而得到实用和发展，现在广泛用于非电量的测量、电动控制、电磁测量和计算装置方面。
在电流体中的霍尔效应也是目前在研究中的“磁流体发电”的理论基础。
近年来，霍尔效应实验不断有新发现。
1980年原西德物理学家冯·克利青研究二维电子气系统的输运特性，在低温和强磁场下发现了量子霍尔效应，这是凝聚态物理领域最重要的发现之一。
目前对量子霍尔效应正在进行深入研究，并取得了重要应用，例如用于确定电阻的自然基准，可以极为精确地测量光谱精细结构常数等。
在磁场、磁路等磁现象的研究和应用中，霍尔效应及其元件是不可缺少的，利用它观测磁场直观、干扰小、灵敏度高、效果明显。
本实验采取电放大法，应用霍尔效应对螺线管磁场进行测量。
关键词：霍尔效应；霍尔元件；电磁场；磁场一、实验目的1.了解螺线管磁场产生原理。
2.学习霍尔元件用于测量磁场的基本知识。
3.学习用“对称测量法”消除副效应的影响，测量霍尔片的UH -IS（霍尔电压与工作电流关系）曲线和UH -IM，B-IM（螺线管磁场分布）曲线。
二、实验原理霍尔效应从本质上讲，是运动的带电粒子在磁场中受洛伦兹力的作用而引起的偏转。
当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷在不同侧的聚积，从而形成附加的横向电场。
如图所示，磁场B位于Z轴的正向，与之垂直的半导体薄片上沿X轴正向通以电流IS（称为工作电流），假设载流子为电子（N型半导体材料），它沿着与电流IS相反的X轴负向运动。
由于洛伦兹力fL作用，电子即向图中虚线箭头所指的位于Y轴负方向的B侧偏转，并使B侧形成电子积累，而相对的A侧形成正电荷积累。
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实验九螺线管内磁场的测量在工业、国防和科学研究中经常要对磁场进行测量例如在粒子回旋加速器、受控热核反应、同位素分离、地球资源探测、地震预测和磁性材料研究等方面。
测量磁场的方法较多从测量原理上大体可以分为五类力和力矩法、电磁感应法、磁传输效应法、能量损耗法、基于量子状态变化的磁共振法。
常用的测量方法主要有冲击电流计法霍尔元件法、核磁共振法和天平法。
练习一用冲击电流计法测量螺线管内磁场【实验目的】1学习用冲击法测量磁感应强度的原理和方法2学会使用冲击电流计3研究长直螺线管内轴线上的磁场分布4对比螺线管轴线上磁场的测量值与理论值加深对毕奥萨伐尔定律的理解。
【实验仪器】冲击电流计、螺线管磁场测量仪、直流电源、直流电流表、电阻箱、滑线变阻器。
【实验原理】1.长直螺线管轴线上的磁场如图5.9.1所示设螺线管长为L半径为r0 表面均匀地绕有N匝线圈放在磁导率为卩的磁介质中并通以电流I。
如果在螺线管上取一小段线圈dL则可看作是通过电流为INdL/L的圆形载流线圈。
由毕奥萨伐尔定律得到在螺线管轴线上距离中心0为x的P点产生的磁感应强度dBx为3202rrLINdLdBx 5.9.1 图5.9.1长直螺线管轴的结构图OP2LLxOr21dLdBxrd 由图5.9.1 可知OsinrrsinrddL 代入式5.9.1得到dL y INdBxsin2 5.9.2因为螺线管的各小段在P点的磁感应强度方向均沿轴线向左故整个螺线管在P点产生的磁感应强度21coscos2sin22121LNIdLNIdBBx 5.9.3 由图5.9.1 可知 5.9.3 式还可以表示为2122rxLxLrxLxLLNIBx 5.9.4 令x0 得到螺线管中点O 的磁感应强度2120204rLNIB 5.9.5 令xL/2 得到螺线管两端面中心点的感应强度2122202LNIBLr 5.9.6 当L> rO时由式5.9.5 和式5.9.6 可知BL/2〜B0/2只要螺线管的比值L/rO保持不变则不论螺线管放大或缩小也不论线圈的匝数N 和电流I 为多少磁感应强度相对值沿螺线管轴的分布曲线不改变。
2. 用冲击电流计测量磁场的原理如图5.9.2 所示设探测线圈匝数为n 平均截面为S 线圈的法线与磁场方向一致当K1 倒向一边使螺线管中通过电流的I 。
当K1 突然断开时螺线管内的磁通突然改变探测线圈中的感应电流i 通过冲击电流计G 若测出在短时间内的脉冲电流所迁移的电量就可求得该点的Bx 值。
由法拉第电磁感应定律可知在探测回路中产生感应电动势ddt 5.9.7 设探测回路的总电阻为R则通过冲击电流计的瞬时感应电流为1diRdt 5.9.8 图 5.9.2 测量螺线管内磁场电路图GA-1R2RgR1KER 在磁通变化的时间内通过冲击电流计的总电量OOOO111dQidtdtdRdtRR 5.9.9 实验时把通过螺线管的电流由I 突变为O 即把K1 断开使磁通量发生改变则有Ot 时OxBnStO 代入5.9.9 式有xBnSQR 5.9.1O 因此只需测量出R 及Q 就可以算出Bx。
Q 值可以通过DQ-3/4 型智能冲击电流计直接测出为了测出探测回路的总电阻为R 使用图 5.9.3 中的标准互感器M 为互感系数来测定仪器将标准互感器的次级线圈串联在探测回路中以保证测量R 与Bx 时探测回路的电阻值一样。
当标准互感器的初级线圈上有dI 的电流变化时则在次级线圈上产生感应电动势ddIMdtdt 5.9.11 次级线圈回路中的感应电流为MdIiRRdt 5.9.12 如果K 断开初级回路中电流从I0 突变为0 则在次级回路中通过的总电量为00000MIMdIMMQidtdtdIIRdtRR 5.9.13 则探测回路的总电阻R 为MQMIR0 5.9.14 把5.9.14 式代入5.9.10 式得到0xMMIQBnSQ 5.9.15 【实验装置】图5.9.3 测定内阻的电路图G 互感器LR1243 输入电流RgR2K2 【实验内容和步骤】1. 测量探测回路的总电阻1 参考 5.9.4 图对实验仪器进行正确连线1K 断开。
滑线变阻器调到最大值并将设置好合适的电源输出电压和电流表量程。
将开关K2 倒向一边接通电源逐渐减小电阻值使流过互感器的初级线圈的电流达到参考值10。
2合上K3。
10取4个不同的值对每一个10待电流稳定后断开K2 测量并记录电量QMi 如此反复测量4 次最后取其平均值。
利用 5.9.14 式计算总电阻R 值。
2. 测量螺线管内的磁感应强度1参考 5.9.4图进行正确连线将I0 的电流输入电路连接到K1 上。
选择并固定激励电流I 改变探测线圈在螺线管内的位置合上K3 断开K1 测量并记录电量Q 如此反复测量4 次最后取其平均值。
2 用5.9.15 式计算螺线管的磁感应强度Bx。
3.计算理B与E理B由5.9.4式计算其中参数由实验室提供。
误差 E 的计算如下100 理理测BBBE 4. 以 B 为纵坐标x 为横坐标在同一坐标系中画出xBx 理与xBx 测的分布曲线并对误差进行合理分析。
【思考题】1如果图5.9.3 中次级回路总电阻与探测回路总电阻不一致会对磁场的测量结果产电流计A0II 探测线圈参数线径0.08mm 圈数860匝外径8mm内径4mm长度5mmRn60® 磁通面积46.04mm2注虚线已连接3K1L2LK2K1 图5.9.4 HL-III型螺线管磁场测定仪电路图生什么样的影响2 流经探测线圈的电流如果过大则会对探测线圈产生什么影响3测量完次级回路总电阻R之后如果直接将电源电压调节到20.0V进行磁场测量而不是对电流表的量程进行调节会对电流表产生什么影响 4 本实验中导致实验误差有哪些因素怎样减小实验误差【注意事项】1 冲击电流计输入端所加电压不能大于50V 或电流不能40mA 2 初级回路的电流切记不可直接输入次级回路中3 换向开关在改变磁通时“断开”应相当迅速但不能用力过猛4DQ-3/4 只适应测量单次回零脉冲量。
【附录】DQ-3/4 智能冲击电流计冲击电流计主要用于测量短时间放电脉冲所迁移的电量可用来测量与此相关的物理量如电容器的电容、电感量和磁感应强度等。
该仪器用5位半LED 数码管显示测量结果数据自动保持直至被下一次的测量数据自动取代量程有两档I .199.99 X0-9库仑H .1999.9 X0-9库仑。
使用方法如下1 接通电源开关数码管亮预热15分钟2 拨动“量程选择“选择合适的量程3“调零开关”拨向“调零旋动调零旋钮使显示为零或最接近零的数4 由“调零开关拨向“测量”仪器处于待测状态5 如果测量数据多次无变化则可能死机关闭电源重新启动即可。
6若显示“ERRO”则仪器过载应更换大档量并重新调零或减小电路中的电压及电流使实验正常进行。
7 当冲击电量较小显示约在±60 nC 以内时误差相对变大这时应更换小档量并重新调零同时增大电路中的电压及电流使实验正常进行。
练习二用感应法测量螺线管内磁场【实验目的】 1 了解用交变感应法测量磁场的原理2 学会测量交变磁场的一种方法3 学会使用低频信号发生器和晶体管毫伏表。
【实验仪器】螺线管磁场测试仪、低频信号发生器、晶体管毫伏表、电阻箱。
【实验原理】稳恒的电流产生稳定的磁场而交变电流产生的磁场则是随时间变化的。
当载流导线中通以交变电流时其周围的空间将产生交变磁场。
如果在被测磁场的位置安放一小探测线圈则因穿过它的磁通量发生变化探测线圈将产生感应电动势。
如果交变电流的频率较低则探测回路的感抗较小这时探测回路的阻抗可近似为探测线圈的电阻。
测量出探测线圈的感应电动势的大小就可以确定该处磁场的大小和方向。
因此感应法测磁场的核心是设计一个长度L和外径d 比值合理的圆柱形探测线圈使得探测线圈内的平均磁感应强度等于中心点的磁感应强度以确保感应电动势的大小仅由此线圈中心磁感应强度的变化来决定。
如果有一圆线圈通以均匀交变电流tllmsin 5916按照毕奥-H戈尔定律在其周围空间任意一点P激发的磁感应强度Bt均正比于电流It即有tBtCItCItBmmsinsin 5.9.17式中C为比例常数3是交变电流的角频率Im、Bm 称为交变电流和磁感应强度的幅值。
在交变磁场中放入一较小的探测线圈T其法线方向与磁感应强度B之间的夹角为B如图5.9.5所示。
T的面积和匝数分别为S和n则通过T的总磁通量为tSnBBSnnmsincos 5.9.18由法拉第定律可知T 内将产生感应电动势其大小为ttBnSdtdnmmcoscoscos 5.9.19 式中cosmmBnS 是感应电动势的幅值其值可用交流电压表测量。
实验中使用内阻高达1MQ的电子毫伏表测量仅几毫伏的感应电动势所以在探测线圈内产生的电流只有10-310-2 微安。
由于该电流产生的磁场非常弱不会对被测量的磁场造成干扰。
只要测量仪表有较高的准确度利用这种方法得到的结果是能够反映被测磁场的实际情况的。
由于交流电流表的读数是代表有效值所以用交流毫伏表测量感应电动势的有效值&与&m畐值之间存在关系coscos212emmeBnSBnS 5.9.20 由 5.9.20 可得cosnSBee 5.9.21式中Be为有效值。
当B0寸则nSBeeOO或2eoeoBfnS 5.9.22 图5.9.5 探测线圈示意图mVTB 式中f 为交变电流频率可从低频信号发生器上读出。
测量寸在待测点旋转线圈T 电压表测出的最大值即为 &。
【实验内容与步骤】利用低频信号发生器作为低频低压交流电源用晶体管毫伏表测出探测线圈的感应电动势求出长直螺线管轴线上的磁场分布情况。
1 按图5.9.6 联接电路。
将信号发生器各旋钮和晶体管毫伏表量程调到适当位置接通电源预热15 分钟后开始测量。
2将开关K 倒向 1 调节信号发生器的输出频率和幅度。
若已知R的值则由毫伏表的读数&可算出电流Ie & eR/R为了保持磁场稳定必须随时监测电流Ie使£ eR保持不变。
3将开关K 倒向2毫伏表量程开关旋到10mV 或30mV 档。
改变探测线圈在螺线管中的位置读出毫伏表的最大指示值£ ex 将£ eX直代入5.9.22式算出各点的磁感应强度Bex。
4自拟记录表格记录有关参数。
5. 在同一坐标纸上以x 为横轴 B 为纵轴作出Bx测-x和Bx理-x曲线。
比较并分析产生误差的原因。
【思考题】1 测量时为什么要旋转探测线圈T 2 使用探测线圈和毫伏表测量线圈轴线上某点磁感应强度时如果信号发生器的输出电流振幅增加一倍则探测线圈内的感应电动势将会怎样变化当输出频率增加一倍时探测线圈内的感应电动势又将怎样变化【附录】DA-16 型晶体管毫伏表该表是专门用于测量正弦交流电压有效值的一种电子仪表它具有较高的灵敏度、稳定度、低噪声电平及高输入电阻。